요약

　주거용 연료전지 ENE-FARM type-S의 핵심인 고체산화물 연료전지(SOFC*1) 슬롯 머신 전략을 이용하여 재생에너지로부터 탄소중립(*2) 도시가스를 고효율로 생산하는 슬롯 머신 전략 개발에 도전하고 있습니다
※1　SOFC：고체산화물 연료전지
※2 탄소 중립: 식물에서 유래한 특성이나 재활용 이산화탄소 등 대기 중 이산화탄소의 증가 또는 감소에 영향을 주지 않는 특성입니다

배경

　고체산화물 연료전지(SOFC)는 도시가스를 원료로 전기를 생산하는 장치이지만, 고체산화물 전해전지(SOEC*3)를 이용한 메탄화 슬롯 머신 전략은 전기를 투입해 수증기와 이산화탄소로부터 도시가스의 주성분인 메탄을 생산할 수 있다

　신재생에너지 전력을 활용한 고효율 탄소중립 도시가스 생산을 달성하기 위해, 이러한 SOEC 슬롯 머신 전략과 메탄화(*4) 슬롯 머신 전략을 융합한 SOEC 메탄화 슬롯 머신 전략의 요소슬롯 머신 전략에 대한 연구를 진행하고 있습니다
※3　SOEC：고체산화물 전해셀
※4 메탄화: 수소, 일산화탄소 등의 원료로부터 도시가스의 주성분인 메탄을 합성하는 반응입니다

고체산화물 연료전지(SOFC) 슬롯 머신 전략 활용

이 슬롯 머신 전략의 특징

전통적 메탄화는 수소와 CO2로부터 도시가스의 주성분인 메탄을 합성하는 슬롯 머신 전략이다 합성메탄은 기존 도시가스 인프라와 소비자 장비에 활용 가능해 화석연료 대체를 통한 도시가스의 원활한 탄소중립 전환과 CO2 저감에 기여한다
　그러나 반응 특성상 수소와 메탄을 생산할 때 열이 발생하기 때문에 열을 효과적으로 활용하지 못하는 경우 재생에너지 전기를 메탄으로 전환하는 효율은 55~60% 정도로 낮은 수준에 머물고 있다

　SOEC 메탄화 슬롯 머신 전략은 먼저 재생에너지를 사용하여 SOEC 전해조를 사용하여 물과 CO2를 전기분해하여 수소와 일산화탄소를 생성합니다 다음으로 촉매 반응을 통해 이들로부터 메탄이 합성됩니다
　이 슬롯 머신 전략의 특징은 수소를 원료로 조달할 필요가 없다는 점이다 또한, 고온(약 700~800도)에서 전기분해를 함으로써 재생에너지 소요량을 줄일 수 있고, 메탄합성장치에서 발생하는 열을 효과적으로 활용함으로써 변환효율 85~90%로 세계 최고 수준의 에너지 변환효율을 달성할 수 있어 재생에너지가 큰 비중을 차지하는 합성메탄 생산비용의 획기적인 절감을 기대할 수 있다
또한, 메탄화 반응 부분에는 석탄과 석유를 원료로 도시가스를 생산하던 시절부터 쌓아온 촉매 슬롯 머신 전략을 활용할 수 있습니다

기존 메탄화 슬롯 머신 전략과 SOEC 메탄화 슬롯 머신 전략의 차이점

우리의 노력 현황

　2021년 1월, 당사는 SOEC 메탄화 슬롯 머신 전략 실현의 핵심인 실용적인 크기의 금속 지지(*5) SOEC 셀 시제품을 일본 최초로 성공적으로 제작했습니다

　2022년 4월 산업슬롯 머신 전략종합원과 신에너지·산업슬롯 머신 전략개발기구가 공모한 '녹색혁신펀드사업/CO2 등을 활용한 연료생산슬롯 머신 전략개발사업' 연구개발 항목 중 '합성메탄 생산 관련 혁신슬롯 머신 전략 개발'을 위한 'SOEC 메탄화 슬롯 머신 전략혁신사업'을 제안해 채택됐다(*6)
　사업기간은 2022년부터 2030년까지 9년으로, SOEC 메탄화 슬롯 머신 전략을 집약하고 세계 최고 수준의 에너지 전환 효율을 달성하는 합성메탄 생산슬롯 머신 전략 확립을 목표로 하고 있다
또한 소규모 시험으로는 2022년부터 2024년까지 실험실 규모 시험, 2025년부터 2027년까지 벤치 규모 시험, 2028년부터 2030년까지 파일럿 규모 시험을 진행할 계획이다

※5 이 슬롯 머신 전략은 원가절감 및 스케일업에 적합하며, 기존 SOEC에 사용되는 특수세라믹의 약 10% 정도만을 사용합니다
(2021년 1월 25일 보도자료 발표)여기를 클릭하세요）
※6　SOEC 메탄화 관련 녹색혁신펀드 사업 선정 관련 보도자료여기를 클릭하세요

SOEC 메탄화 파일럿 플랜트의 이미지 다이어그램

“SOEC 메탄화슬롯 머신 전략혁신사업” 사업일정